考虑配电网结构变化的DG规划

考虑配电网结构变化的DG规划

高艺文;刘俊勇;雷成;龚辉

【摘要】为了更合理地将分布式电源并入配电网中，提出考虑配网结构变化影响的DG规划。首先采用损耗灵敏度因子对DG进行最优布置，然后建立了以最大减少系统网损为目标的网络重构与DG容量配置的综合优化模型，并通过改进的细菌觅食算法对所提模型进行求解，最后用IEEE33和IEEE69节点系统进行仿真计算。计算结果表明，考虑配电网结构变化的DG规划更加实际、有效。%In order to connect DG to distribution network more reasonably, a new method of DG planning considering the variation of the distribution network structure is put forward. Firstly, this paper uses the loss sensitivity factor to get the optimal layout of DG. To minimize the system loss, the comprehensive optimization model is built to configure the network reconstruction and DG capacity. Secondly, the improved bacterial foraging algorithm is used to solve the proposed model. Finally, the IEEE33 and IEEE69’s node system are used for simulation calculation. The calculation results indicate that the DG planning considering the variation of the distribution network structure is more practical and effective.

【期刊名称】《电力系统保护与控制》

【年(卷),期】2014(000)004

【总页数】7页(P40-46)

【关键词】分布式电源规划;配网结构变化;细菌觅食算法;损耗灵敏度因子;综合优化

【作者】高艺文;刘俊勇;雷成;龚辉

【作者单位】智能电网四川省重点实验室四川大学电气信息学院，四川成都610065;智能电网四川省重点实验室四川大学电气信息学院，四川成都 610065;智能电网四川省重点实验室四川大学电气信息学院，四川成都 610065;智能电网四川省重点实验室四川大学电气信息学院，四川成都 610065

【正文语种】中文

【中图分类】TM71

配电网结构在运行时并不是一成不变的，会因配电网重构发生变化。配电网重构是配电网优化的一种手段，主要通过改变分段开关和联络开关的开闭组合来改变网络拓扑结构，从而达到降低网损、平衡系统负荷、提高供电可靠性和电压水平的目的[1-2]。随着分布式电源(Distributed generation，DG)在配电网中应用的快速发展，DG大量的接入配电网开始对配电系统的线路潮流、节点电压、网络损耗等诸多方面带来影响，因此合理的DG规划，才能充分发挥DG功能，改善配电网的运行状态[3-5]。目前规划DG接入配电网时，是假定配电网的运行结构不变的DG最优规划。而实际运行中已规划好DG的配电网的网络结构会随着配电网重构发生变化，这会导致已规划好的DG在配电网中的位置发生变化。这时的DG位置和容量并不适用变化后的网络结构。因此为了更加合理地规划DG，减少结构变化对其的影响，有必要在DG规划的同时考虑配电网重构。

近年来，国内外学者就DG规划做了大量理论和实践的研究。文献[6-7]从全网出发，以降损为目标对DG进行优化配置；文献[8]以最大化有功输出为目标函数，将DG的出力、线路的热稳定极限等作为约束，形成数学模型，然后利用线性规划方法求解该模型；文献[9]综合考虑网损、电压质量和电流质量三个指标，建立

了分布式电源选址定容的多目标决策模型；文献[10]采用机会约束规划方法，建立间歇性DG与补偿电容的综合最优配置模型。上述优化规划方法虽然对配网DG 规划具有一定的指导作用，但未考虑配电网运行时网络结构变化对DG规划的实际影响。此外当采用多目标规划模型对DG进行独立优化配置时，其最优方案并不能很好地兼顾系统运行特性和DG的最优接入。

本文充分考虑配网结构变化对DG规划的影响，先对DG位置进行最优布置，然后建立包含网络重构的DG容量规划模型，再通过改进细菌觅食算法对模型进行求解，并详细说明了编码方案，适应度函数的构造，改进算法参数的设置和计算步骤，最后用两个IEEE典型测试系统对本文所提的方法进行有效性的验证。

为了有效布置DG，本文利用灵敏度分析计算配网系统中节点的损耗灵敏度因子确定DG的安装位置。图1是节点K-1和K组成的一条阻抗为RK+jXK线路，节点K的负荷为PLK+jQLK，节点K的电压幅值为VK。

线路LK的有功损耗为

那么损耗LK的灵敏度因子为

损耗灵敏度因子（LSF）反映了节点有功变化对线路有功损耗的影响。在系统中选择节点安装DG时，可以通过损耗灵敏度因子对节点进行排序，选出绝对值较大的节点进行安装。应该注意的是，系统中有些节点不能够或者不适宜安装DG，应将其从系统中剔除，再对其他节点重新排序、选择。

配电网进行一次重构后，其有功网损的变化量表示为

式中：N表示配电网络中的支路总数；ki表示重构前开关i的状态，0表示断开，1表示闭合；ri是支路i的电阻；Pi、Qi是重构前流过支路i的有功功率和无功功率；Vi是重构前支路i末端节点的电压；kiR表示重构后开关i的状态，0表示断开，1表示闭合；PiR、QiR是重构后流过支路i的有功功率和无功功率；ViR是重构后支路i末端节点的电压。